第二日 练习主题:各种网格划分方法输入实体模型尝试用映射、自由网格划分,并综合利用多种网格划分控制方法一个瞬态分析的例子练习目的:熟悉瞬态分析过程练习过程:瞬态(FULL)完全法分析板-梁结构实例如图1所示板-梁结构,板件上表面施加随时间变化的均布压力,计算在下列已知条件下结构的瞬态响应情况。
全部采用A3钢材料,特性:杨氏模量=2e112/m N 泊松比=0.3 密度=7.8e33/m Kg板壳: 厚度=0.02m四条腿(梁)的几何特性:截面面积=2e-42m 惯性矩=2e-84m 宽度=0.01m 高度=0.02m压力载荷与时间的关系曲线如图2所示。
图1 质量梁-板结构及载荷示意图压力2100000 1 2 4 6 时间(s )图 2 板上压力-时间关系分析过程第1步:设置分析标题1. 选取菜单途径Utility Menu>File>Change Title 。
2. 输入“ The Transient Analysis of the structure ”,然后单击OK 。
第2步:定义单元类型单元类型1为SHELL63,单元类型2为BEAM4第3步:定义单元实常数实常数1为壳单元的实常数1,输入厚度为0.02(只需输入第一个值,即等78厚度壳)实常数2为梁单元的实常数,输入AREA 为2e-4惯性矩IZZ=2e-8,IYY =2e-8宽度TKZ=0.01,高度TKY=0.02。
第5步:杨氏模量EX=2e112/m N 泊松比NUXY=0.3 密度DENS=7.8e33/m Kg 第6步:建立有限元分析模型1. 创建矩形,x1=0,x2=2,y1=0,y2=12. 将所有关键点沿Z 方向拷贝,输入DZ =-13. 连线。
将关键点1,5;2,6;3,7;4,8分别连成直线。
4. 设置线的分割尺寸为0.1,首先给面划分网格;然后设置单元类型为2,实常数为2,对线5到8划分网格。
第7步:瞬态动力分析1. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis ,弹出New Analysis对话框。
2. 选择Transient ,然后单击OK ,在接下来的界面仍然单击OK 。
3. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc> Damping ,弹出Damping Specifications 窗口。
4. 在Mass matrix multiplier 处输入5。
单击OK 。
5. 选取菜单途径Main Menu > Solution > -Loads-Apply > -Structural-Displacement>On Nodes 。
弹出拾取(Pick )窗口,在有限元模型上点取节点232、242、252和262,单击OK ,弹出Apply U,ROT on Nodes 对话框。
6. 在DOFS to be constrained 滚动框中,选种“All DOF ”(单击一次使其高亮度显示,确保其它选项未被高亮度显示)。
单击OK 。
7. 选取菜单途径Utility Menu>Select>Everything 。
8. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Output Ctrls>DB/Results File ,弹出Controls for Database and Results File Writing 窗口。
9. 在Item to be controlled 滚动窗中选择All items ,下面的File write frequency 中选择Every substep 。
单击OK 。
10. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc> Time – TimeStep ,弹出Time – Time Step Options 窗口。
11. 在Time at end of load step 处输入1;在Time step size 处输入0.2;在Stepped or rampedb.c 处单击ramped ;单击Automatic time stepping 为on ;在Minimum time step size 处输入0.05;在Maximum time step size 处输入0.5。
单击OK 。
12. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structure-Pressure>On Areas 。
弹出Apply PRES on Areas 拾取窗口。
13. 单击Pick All ,弹出Apply PRES on Areas 对话框。
14. 在pressure value 处输入10000。
单击OK15. 选取菜单途径Main menu>Solution>Write LS File ,弹出Write Load Step File 对话框。
16. 在Load step file number n 处输入1,单击OK 。
17. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc> Time – TimeStep ,弹出Time – Time Step Options 窗口。
18. 在Time at end of load step 处输入2。
单击单击OK 。
19.选取菜单途径Main menu>Solution>Write LS File,弹出Write Load Step File 对话框。
20.在Load step file number n处输入2,单击OK。
21.选取菜单途径Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structure-Pressure>On Areas。
弹出Apply PRES on Areas拾取窗口。
22.单击Pick All,弹出Apply PRES on Areas对话框。
23.在pressure value处输入5000。
单击OK24.选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc> Time –TimeStep,弹出Time – Time Step Options窗口。
25.在Time at end of load step处输入4;在Stepped or ramped b.c处单击Stepped。
单击OK。
26.选取菜单途径Main menu>Solution>Write LS File,弹出Write Load Step File 对话框。
27.在Load step file number n处输入3,单击OK。
28.选取菜单途径Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc> Time –TimeStep,弹出Time – Time Step Options窗口。
29.在Time at end of load step处输入6。
单击单击OK。
30.选取菜单途径Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structure-Pressure>On Areas。
弹出Apply PRES on Areas拾取窗口。
31.单击Pick All,弹出Apply PRES on Areas对话框。
32.在pressure value处输入0。
单击OK33.选取菜单途径Main menu>Solution>Write LS File,弹出Write Load Step File 对话框。
34.在Load step file number n处输入4,单击OK。
35.选取菜单途径Main Menu>Solution>-Solve-From LS File,弹出Slove Load Step Files对话框。
36.在Starting LS file number处输入1;在Ending LS file number处输入4。
单击OK。
37.当求解完成时会出现一个“Solution is done”的提示对话框。
单击close。
第8步:POST26观察结果(节点146的位移时间历程结果)1.选取菜单途径Main Menu>TimeHist Postpro>Define Variables。
Defined Time-HistoryVariables对话框将出现。
2.单击Add,弹出Add Time-History Variable对话框。
接受缺省选项Nodal DOF Result,单击OK,弹出Define Nodal Data拾取对话框。
3.在图形窗口中点取节点146。
单击OK,弹出Define Nodal Data对话框。
4.在user-specified label处输入UZ146;在右边的滚动框中的“Translation UZ”上单击一次使其高亮度显示。
单击OK。
5.选取菜单途径Utility Menu>PlotCtrls>Style>Graph>Modify Axes,弹出GridModifications for Graph Plots对话框。
6.在type of grid滚动框中选中“X and Y lines”,在Display grid项打开为ON,单击OK。
7.选取菜单途径Main Menu>TimeHist PostPro>Graph Variables,弹出GraphTime-History Variables对话框。
、在1st Variable to graph处输入2。
单击OK,图形窗口中将出现一个曲线图,见图8。
图8 节点146的UZ位移结果第9步:退出ANSYS1.在ANSYS Toobar中单击Quit。
2.选择要保存的选项然后单击OK。
问题描述:一根钢梁支撑着集中质量并承受一个动态载荷(如图1所示)。
钢梁长为L,支撑着一个集中质量M。
这根梁承受着一个上升时间为t1大值为F1的动态载荷F(t)。
梁的质量可以忽略,确定产生最大位移响应时的时间t max和响应y max。